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Organellar DNA protection mechanism that guarantees maternal inheritance

Research Project

Project/Area Number 18K14733
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Takusagawa Mari  京都大学, 理学研究科, 特定研究員 (90711599)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords葉緑体 / クラミドモナス / 核様体 / cpDNA / 母性遺伝
Outline of Final Research Achievements

In the chloroplasts of the unicellular green alga Chlamydomonas, it is known that male chloroplast DNA is selectively degraded as a mechanism for proper maternal inheritance. As the cause of this phenomenon, I focused on the nucleoid, a DNA-protein complex inside the chloroplast, because it is possible that female DNA is protected from degradation inside chloroplast nucleoid. From this point of view, I identified the chloroplast nucleoid proteins, searched for mutants of the gene that disturb maternal inheritance, and investigated the function of the candidate proteins.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、葉緑体核様体構造の一端が明らかになりました。葉緑体核様体の構造は葉緑体DNAの複製、遺伝子発現、遺伝など様々な機能に影響すると考えられるため、今後、葉緑体機能の新たな制御システムの構築につながる可能性があります。またミトコンドリア核様体の主要タンパク質との構造的類似性をもつタンパク質が見つかっていることから、葉緑体機能だけでなくミトコンドリア機能の理解も深まるものと考えられます。将来的には、ヒトのミトコンドリア機能不全による病気の治療への光明となることを期待しています。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 5 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] HBD1 protein with a tandem repeat of two HMG-box domains is a DNA clip to organize chloroplast nucleoids in <i>Chlamydomonas reinhardtii</i>2021

    • Author(s)
      Takusagawa Mari、Kobayashi Yusuke、Fukao Yoichiro、Hidaka Kumi、Endo Masayuki、Sugiyama Hiroshi、Hamaji Takashi、Kato Yoshinobu、Miyakawa Isamu、Misumi Osami、Shikanai Toshiharu、Nishimura Yoshiki
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 118 Issue: 20 Pages: 463-475

    • DOI

      10.1073/pnas.2021053118

    • NAID

      120007035840

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 色素体核様体の構造と分裂機構2021

    • Author(s)
      西村芳樹、田草川真理
    • Journal Title

      BSJ-Review

      Volume: 12 Issue: A Pages: 3-12

    • DOI

      10.24480/bsj-review.12a2.00195

    • ISSN
      2432-9819
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] SQUAMOSA promoter-binding protein-like 7 mediates copper deficiency response in the presence of high nitrogen in Arabidopsis thaliana2019

    • Author(s)
      Melanie Mermod, Mari Takusagawa, Teruyuki Kurata, Takehiro Kamiya, Toru Fujiwara, Toshiharu Shikanai.
    • Journal Title

      Plant Cell Reports

      Volume: 38 Issue: 7 Pages: 835-846

    • DOI

      10.1007/s00299-019-02422-0

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Morphology, reproduction and taxonomy of Volvox dissipatrix (Chlorophyceae) from Thailand, with a description of Volvox zeikusii sp. nov.2019

    • Author(s)
      Nozaki Hisayoshi、Takusagawa Mari、Matsuzaki Ryo、Misumi Osami、Mahakham Wuttipong、Kawachi Masanobu
    • Journal Title

      Phycologia

      Volume: 58 Issue: 2 Pages: 192-199

    • DOI

      10.1080/00318884.2018.1540238

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Morphology, taxonomy and mating-type loci in natural populations of Volvox carteri in Taiwan2018

    • Author(s)
      Nozaki, H., Ueki, N., Takusagawa, M., Yamashita, S. Misumi, O., Matsuzaki, R., Kawachi, M., Chiang, Y.-R. and Wu, J.-T.
    • Journal Title

      Botanical Studies

      Volume: 59 Issue: 1 Pages: 10-10

    • DOI

      10.1186/s40529-018-0227-9

    • NAID

      120006532083

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      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] CreHBD1タンパク質は、クラミドモナスの葉緑体核様体を組織化するDNAクリップとして機能する2022

    • Author(s)
      田草川真理, 浜地貴志, 深尾陽一郎,日高久美, 小林優介,遠藤政幸, 杉山弘, 鹿内利治, 西村芳樹
    • Organizer
      第63回日本植物生理学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 葉緑体核様体の相転移による均等分配機構2022

    • Author(s)
      西村芳樹,浜地貴志,小林優介,田草川真理,鹿内利治
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      第63回日本植物生理学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 葉緑体 DNA ligase は DNA Supercoil の制御をとおして葉緑体核様体の形態を司る2021

    • Author(s)
      西村芳樹,浜地貴志,小林優介,田草川真理,鹿内利治
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 葉緑体DNA ligaseはDNA Supercoilの制御をとおして葉緑体核様体の形態を司る2021

    • Author(s)
      西村芳樹,浜地貴志,小林優介,田草川真理,鹿内利治
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      第62回日本植物生理学会年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの葉緑体局在性ダイナミン様タンパク質の生理的機能の解析2021

    • Author(s)
      小川由,田草川真理,岩野惠,Peng Lian-wei,明賀史純,鹿内利治
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      第62回日本植物生理学会年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 硫黄トランスフェラーゼSTR4aの適切なバランスでの発現は葉緑体機能に必須である2021

    • Author(s)
      石橋幸大,土居直仁,田草川真理,鹿内利治
    • Organizer
      第62回日本植物生理学会年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] HMGタンパク質がクラミドモナスの葉緑体DNA凝集をコントロールする2020

    • Author(s)
      田草川真理,浜地貴志,深尾陽一郎,日高久美,小林優介,遠藤政幸,杉山弘,鹿内利治,西村芳樹
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
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  • [Presentation] 葉緑体局在性ダイナミン様タンパク質 FZL の光合成電子伝達制御における働き2020

    • Author(s)
      小川 由,田草川 真理,岩野 惠,Lianwei Peng,明賀 史純,鹿内 利治
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      第61回日本植物生理学会年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] シトクロムb6f複合体の蓄積に必要な新奇遺伝子の解析2020

    • Author(s)
      大槻 夏夕,田草川 真理,浜地 貴志,明賀 史純,得津 隆太郎,皆川 純,鹿内 利治
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] TROL に相同性を示すシロイヌナズナ STR4a の遺伝学を用いた機能解析2020

    • Author(s)
      土居 直仁,田草川 真理,石橋 幸大,鹿内 利治
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ゲノム編集により得られた緑藻クラミドモナスの葉緑体核様体タンパク質変異株の解析2019

    • Author(s)
      田草川真理,浜地貴志,鹿内利治,西村芳樹
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      第10回日本光合成学会年会およびシンポジウム
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 葉緑体核様体タンパク質HMG1は2つのDNA結合ドメインで核様体のサイズを制御する2019

    • Author(s)
      田草川真理,浜地貴志,鹿内利治,西村芳樹
    • Organizer
      第13回クラミドモナス研究会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] HMG1 has common domain structure to major mitochondrial nucleoid protein and controls the level of cpDNA compaction in Chlamydomonas reinhardtii2019

    • Author(s)
      Mari Takusagawa, Takashi Hamaji, Kumi Hidaka, Masayuki Endo, Hiroshi Sugiyama, Toshiharu Shikanai and Yoshiki Nishimura
    • Organizer
      Japan-US binational meeting
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 葉緑体核様体構造タンパク質と母性遺伝の関連性の発見2019

    • Author(s)
      田草川真理,浜地貴志,日高久美,遠藤政幸,杉山弘,鹿内利治,西村芳樹
    • Organizer
      2019年度新学術領域研究「植物新種誕生の原理」若手の会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 葉緑体核様体構造タンパク質と母性遺伝の関連性の発見2019

    • Author(s)
      田草川真理,浜地貴志,日高久美,遠藤政幸,杉山弘,鹿内利治,西村芳樹
    • Organizer
      第14回植物縦横無尽の会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] シトクロムb6f複合体の蓄積に必要な新奇遺伝子の解析2019

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      大槻夏夕,田草川真理,浜地貴志,名賀史純,得津隆太郎,皆川純,鹿内利治
    • Organizer
      新学術領域研究新光合成班会議
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  • [Presentation] 葉緑体局在性ダイナミン様タンパク質FZLの光合成における機能の解析2019

    • Author(s)
      小川由,田草川真理,岩野恵,Lianwei Peng,名賀史純,鹿内利治
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      新学術領域研究新光合成班会議
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] チラコイド膜を介したプロトン濃度勾配の調節が異常なシロイヌナズナ変異体の単離2019

    • Author(s)
      大槻夏夕,田草川真理,名賀史純,鹿内利治
    • Organizer
      第10回日本光合成学会年会およびシンポジウム
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 核様体局在のHMGBタンパク質がDNA結合ドメインを2つもつ利点2019

    • Author(s)
      田草川真理, 小林優介, 深尾陽一朗, 日高久美, 遠藤政幸, 杉山弘, 宮川勇, 鹿内利治, 三角修己, 西村芳樹.
    • Organizer
      第60回日本植物生理学会年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] チラコイド膜を介したプロトン濃度勾配の調節が異常なシロイヌナズナ変異体の探索2019

    • Author(s)
      大槻夏夕,田草川真理,明賀史純,鹿内利治
    • Organizer
      第60回日本植物生理学会年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ミトコンドリアと葉緑体に共通するDNA収納問題の解決法2019

    • Author(s)
      田草川真理
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      平成30年度 第2回(通算第19回) 共生科学研究センター内セミナー
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Organelle nucleoid-associated HMG-box proteins may have been evolved independently through tandem domain duplications.2018

    • Author(s)
      Mari Takusagawa, Yusuke Kobayashi, Yoichiro Fukao, Isamu Miyakawa, Toshiharu Shikanai, Osami Misumi, and Yoshiki Nishimura.
    • Organizer
      Gordon Research Conference, Mitochondria and Chloroplasts.
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      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Biological analysis of plastid nucleoid-associated HMG-box protein in Chlamydomonas reinhardtii.2018

    • Author(s)
      Mari Takusagawa, Yusuke Kobayashi, Yoichiro Fukao, Isamu Miyakawa, Toshiharu Shikanai, Osami Misumi, and Yoshiki Nishimura.
    • Organizer
      International symposium on photosynthesis and chloroplast biogenesis 2018.
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      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Organelle nucleoid-associated HMG-box proteins may have been evolved independently through tandem domain duplications.2018

    • Author(s)
      Mari Takusagawa, Yusuke Kobayashi, Yoichiro Fukao, Isamu Miyakawa, Toshiharu Shikanai, Osami Misumi, and Yoshiki Nishimura.
    • Organizer
      第14回植物縦横無尽の会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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